混合驅動的案例
混合動力電動汽車電驅動結構與特征
1 引言
混合動力汽車具有發動機和電動機兩個動力源系統，車輛具有多種行駛模式如：發動機單獨驅動、電機單獨驅動或發動機電機混合驅動，并可以根據不同的行駛工況選擇合適的驅動/制動模式以實現良好的燃油經濟性及動力性。
混合動力汽車根據動力機構的轉矩轉速耦合方式的不同，分為串聯式 、并聯式 和混聯式 。
串聯式混合動力汽車中車輪由電力系統驅動，發動機只作為能量儲存系統，發動機產生的能量儲存起來用作電機運轉。如圖1所示。發動機不直接參與驅動，理論上可以工作在任意低油耗區或者低排放區，但是能量轉化次數較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯式混合動力汽車的拓撲結構。此時發動機和電機可共同或分別獨立驅動車輪，降低了能量轉化的損失，但發動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區。
混聯式混合動力汽車中，如圖3所示，發動機的功率在動力系統有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅動車輪又可轉換成電功率，通過動力耦合裝置實現電功率和機械功率的匯合。因此，該構型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯式混合動力汽車傳動系統
圖中，F為燃油箱；E為發動機；M為電機；G為發電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯式混合動力電驅動系
2.1 串聯式混合動力汽車的行駛狀態：
正常行駛時，發動機能夠始終運轉在最佳運轉工況，燃油消耗率低，排放少。發動機發出的功率帶動發電機發電，然后在驅動電動機驅動車輛前進。
圖2 并聯式混合動力汽車傳動系統
圖3 混聯式混合動力汽車傳動系統
車輛行駛速度較低，所需驅動功率小，發動機發出的功率超過電動機驅動功率需求，多余的功率儲存在蓄電池中；車輛行駛速度較高，所需驅動功率較大，電動機驅動車輛的電能來自于發動機和蓄電池。
展開 混合動力電動汽車電驅動結構與特征 附車輛與結構動力相互作用下載
1 引言
混合動力汽車具有發動機和電動機兩個動力源系統，車輛具有多種行駛模式如：發動機單獨驅動、電機單獨驅動或發動機電機混合驅動，并可以根據不同的行駛工況選擇合適的驅動/制動模式以實現良好的燃油經濟性及動力性。
混合動力汽車根據動力機構的轉矩轉速耦合方式的不同，分為串聯式 、并聯式 和混聯式 。
串聯式混合動力汽車中車輪由電力系統驅動，發動機只作為能量儲存系統，發動機產生的能量儲存起來用作電機運轉。如圖1所示。發動機不直接參與驅動，理論上可以工作在任意低油耗區或者低排放區，但是能量轉化次數較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯式混合動力汽車的拓撲結構。此時發動機和電機可共同或分別獨立驅動車輪，降低了能量轉化的損失，但發動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區。
混聯式混合動力汽車中，如圖3所示，發動機的功率在動力系統有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅動車輪又可轉換成電功率，通過動力耦合裝置實現電功率和機械功率的匯合。因此，該構型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯式混合動力汽車傳動系統
圖中，F為燃油箱；E為發動機；M為電機；G為發電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯式混合動力電驅動系
2.1 串聯式混合動力汽車的行駛狀態：
正常行駛時，發動機能夠始終運轉在最佳運轉工況，燃油消耗率低，排放少。
展開 智能驅動 | MTU混合動力包為歐洲湖區鐵路提供環保動力
羅羅動力系統旗下MTU的Hybrid PowerPack(混合動力包) 是產自德國的高科技產品，也是羅羅動力系統和ZF Friedrichshafen的合作成果。
Hybrid PowerPack是MTU驅動系統混合動力化和電氣化的重要里程碑，也是當前發展重點之一。相比傳統柴油驅動系統，Hybrid PowerPack可以在城市地區和隧道中進行局部無排放操作、減少多達20%的二氧化碳排放量。
Hybrid PowerPack將以下部件組合，生成智能驅動系統，并通過一次長達15,000公里的實際測試運行充分證明了其可靠性。
?現代化MTU柴油發動機：尾氣后處理原理符合當前排放法規及將于2021年生效的歐盟Stage V法規；
創新的ZF自動變速箱；
電動機：在制動模式下恢復能量的同時也可作為驅動裝置使用；
先進電池系統：用于存儲恢復的制動能量；
康斯坦茨湖是德語區第一大湖，位于德國、瑞士和奧地利三國交界處，是萊茵河干流形成的湖泊，是歐洲中部著名的風景名勝。MTU在康斯坦茨湖區鐵路進行模擬實驗，證實Hybrid PowerPack 的可用性。在線路電氣化之前，Hybrid PowerPack能夠為湖區鐵路提供環保、經濟、可靠的運營動力。
在測試中，拉多夫采爾和腓特烈港之間的路線上覆蓋了一個真實的混合動力裝置和一個計算機模擬環境 (包括運輸工具和交通路線)。結果表明，在能耗減少的情況下，配備MTU混合動力的列車能保持當前的運輸安排，也可以勝任以后的運程要求。
“
通過Hybrid PowerPack，我們提供了一種兼具電池和柴油驅動列車優點的環保型軌道驅動解決方案。
展開 深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 
深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 深度解讀丨混合動力汽車雙電機驅動系統
雙電機混合動力系統的換擋過程既有對變速器的控制，又有對電機和發動機的控制，既有自動變速控制技術，又有混合動力系統控制技術，是自動變速技術與混合動力技術的綜合協調控制過程。
深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2.
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本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。
展開 深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2.
展開 
混合動力乘用汽車發動機的選擇及其關鍵技術分析
圖2 串聯混合動力汽車驅動系統的架構
串聯混合動力汽車驅動系統主要特點是發動機沒有直接與車輛傳動系統有機械連接，而是由發動機驅動發電機(簡稱發動機-發電機組)，通過發電機將機械能轉換成電能，與動力蓄電池組成串聯結構，共同給電機供電驅動車輛。依據發動機-發電機組的工作狀態，串聯式混合動力汽車有七種工作模式，如表5。
表5 串聯混合動力汽車的工作模式列表
串聯式混合動力驅動系統的發動機運行工況不受車輛運行工況的影響，發動機與發電機組僅工作在一個功率區間內，且輸出功率相對平穩，提高了發動機工作效率，發動機由此選擇范圍更廣，其控制策略相對簡單，易于實施。但是，由于其能量經過兩次轉換使得整車的經濟性相對較低。
2.并聯混合動力汽車驅動系統的組成和工作原理
并聯混合動力汽車驅動系統的架構如圖3所示。
圖3 并聯混合動力汽車驅動系統的架構
并聯混合動力汽車的行駛驅動力由發動機和電機通過機電耦合裝置單獨或聯合提供。根據發動機、電機的工作狀態以及動力蓄電池的電荷狀態(SOC)，并聯式混合動力汽車具有6種工作模式，如表6。
表6 并聯混合動力汽車的工作模式列表
并聯式混合動力汽車驅動系統與串聯式相比較，并聯式發動機和電機具有更小的體積。發動機和傳動系統提供驅動力的平均功率，動力蓄電池組和電機提供峰值功率。
3.混聯混合動力汽車驅動系統組成和工作原理
混聯式功率分流型混合動力汽車驅動系統架構如圖4所示。
圖4 混聯式功率分流型混合動力汽車驅動系統架構
混聯式混合動力汽車汽車同時具備了串聯混合動力“電電”耦合及并聯混合動力“機電”耦合的特點，車輛驅動力由發動機、電機通過機電耦合裝置(ECVT)單獨或聯合提供。
展開 【仿真報告】基于AMESim 的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析
1 混合動力汽車整車動力系統主要參數設計
1.1 動力系統結構設計
對于插電式混合動力汽車，其動力系統結構是整車開發的基礎，同時能量管理策略也是需要圍繞動力系統結構進行設計。目前對于插電式混合動力汽車的動力系統結構主要有三種結構形式：串聯式、并聯式以及混聯式，本文采用目前較為成熟的并聯式作為動力系統的結構形式。并聯式動力系統主要有內燃機和驅動電機兩套驅動系統，其優點是既可以使用內燃機或驅動電機分別單獨驅動車輛，也可以同時使用二者驅動車輛，故并聯式混合動力汽車驅動形式多樣且靈活[2]。其動力系統布置如圖1所示。
插電式混合動力汽車在進行動力系統匹配計算的過程中需要考慮到以下幾個設計要點：最高車速、最高爬坡度、百公里加速時間、純電續航里程等。
1.2.1 發動機參數匹配計算
本文設計的插電式并聯混合動力汽車的發動機依然為混合動力汽車的主要動力來源，而且發動機的選擇不僅影響著動力性，還關系到汽車的排放性能以及經濟性，發動機的功率如果選擇太小會造成功率不足而無法達到動力性能的指標。我們選擇發動機時首先根據最高車速來初步確定發動機功率，然后再根據最大爬坡度來進一步計算所需發動機的最大功率。
170 km/h最高車速下的發動機所需求的功率[4]：
同時，計算出結果后應將所計算出的發動機最大功率上浮10%~15%，這是因為需要考慮到在汽車正常行駛過程中的電氣消耗，以及在混合動力模式下給動力電池充電的影響。
1.2.2 驅動電機參數匹配計算
對于驅動電機最大功率的匹配計算主要是根據純電動模式下的最高車速，混合驅動模式下的最高車速以及根據設計指標要求的加速性能來計算[5]。
展開 燃料電池動力系統構型與關鍵部件
其優點包括:燃料電池成本降低,對電池堆動態特性及功率要求降低,啟動容易,可靠性高?缺點包括:結構復雜,緊急制動時的能量回收瞬時電流較高,動力蓄電池可能會受到一定損傷?目前這種配置方案應用相對廣泛?
插電型燃料電池+動力蓄電池構型與傳統的插電式混合動力汽車類似,該方案有兩種驅動模式,第一種以動力蓄電池為主要動力來源,動力蓄電池外接充電器可以為動力蓄電池充電;第二種是純燃料電池驅動?燃料電池+動力蓄電池動力系統(插電)配置方案如圖5-3所示?
此方案一方面能夠發揮電動汽車低速性能好的特點,解決擁堵造成的車輛起步停車和排放問題;另方面,適當匹配動力系統結構參數,能夠很好地解決燃料電池轎車性能?應用和成本之間的矛盾?
1.2.2 能量混合型和功率混合型
根據配備的燃料電池和動力蓄電池功率等級的差異,燃料電池+動力蓄電池構型可分為能量混合型和功率混合型兩大類?燃料電池轎車不同動力驅動系統構型的分析和比較見表3?能量混合型燃料電池+動力蓄電池混合驅動汽車燃料電池功率較小?在車輛行駛過程中,整車部分功率由燃料電池提供,不足部分由動力蓄電池提供?功率混合型燃料電池轎車在車輛行駛過程中,主動力源為燃料電池,動力蓄電池為輔助動力源,動力蓄電池只是在燃料電池啟動?汽車爬坡和加速時提供功率,在汽車制動時能回收制動能量?
圖3 燃料電池+動力蓄電池動力系統(插電)配置方案
表3 燃料電池轎車不同動力驅動系統構型分析和比較
(1)能量混合型的FCEV的特點1)燃料電池所提供的功率占整車總需求功率的比例較小?2)燃料電池只能提供一部分車輛行駛需求功率,不足部分還需其他動力源(如動力蓄電池或超級電容)提供?3)燃料電池可在系統效率較高的額定功率區域內長時間工作?4)需配備較大容量的動力蓄電池,故整車重量增加,動力性變差,整車布置空間緊張?5)每次運行結束后,除要加注氫燃料外,還需用地面電源為動力蓄電池充電
展開 Moldex3D模流分析之CAE技術
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